金衢盆地典型地区土壤-稻米重金属含量及土壤酸碱度的影响研究

作物对土壤中重金属的吸收受作物种类、采集部位及土壤理化性质等多方面因素的影响。近年来,金衢盆地土壤酸化面积逐年增大,酸化程度逐渐加深,其对土壤-作物系统中重金属元素的活动影响尚不明确。本文基于金衢盆地典型地区264组根系土壤-稻米样品分析数据,开展土壤、作物的重金属含量特征及其影响因素的研究,重点讨论了土壤pH对作物吸收重金属的影响。结果表明：①264件土壤中多数重金属元素的变异系数大于0.5,As、Cd、Cr、Cu、Ni和Zn元素之间呈显著正相关（P<0.01）。土壤Cd超标样品23件,超标率为8.7%;As、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn超标样品均未超过2件。②稻米中Cu、Zn与Cd含量呈显著正相关,Cd的富集系数（BCF）高于植物营养元素Cu、Zn。③稻米中Zn和Cu在P<0.1水平上与pH值呈显著正相关。Cd、Cr、Hg的BCF与pH值之间存在一定的负相关性。研究认为,适当调低土壤的酸碱度会削减土壤中Cd、Hg等重金属元素的活性,从而减少农作物对重金属的吸收转运。研究结果可为当地粮食安全生产决策提供科学数据,为土地管护提供参考依据。     

鄂东南铁山地区土壤-植物系统中重金属元素分布及富集特征

采用原子荧光光谱法和等离子体质谱法(ICP-MS)对鄂东南铁山地区主要河流流经区土壤、植物中重金属元素质量分数及其富集特征的研究表明,研究区西港河流域下游局部地段形成Cu、Zn、Ni、Cd、As重金属元素的土壤污染,东港河流域下游局部地段形成Cd、Cu、As、Pb、Zn重金属元素的土壤污染,植物中已经形成Cd、Zn元素的超量富集.其中土壤中重金属元素的富集主要与冶炼厂废水和尾矿坝渗漏水有关,而植物中重金属元素的富集则受土壤中重金属元素质量分数和植物吸收性能的双重控制.     

金属矿区土壤重金属污染的植物修复研究现状

受矿业活动影响,金属矿区及周边土壤重金属污染已成为严重的环境问题之一。植物修复技术是近年来发展起来的清除土壤中重金属的一种有效、经济的生态技术。重金属污染土壤植物修复技术主要有植物固定、植物挥发和植物吸收等方式,植物固定技术是利用植物阻隔土壤中重金属的迁移,而植物挥发和植物吸收则是将土壤中的重金属移除。本文系统总结了迄今在金属矿区土壤重金属污染的植物固定和植物吸收修复技术研究方面的现状与进展,包括矿区超富集植物筛选、超耐受性植物筛选、提高重金属生物有效性的高效活化剂以及降低重金属迁移能力的化学钝化剂研究等。提出了当前相关领域研究中存在的主要问题,并提出了进一步研究的主要方向。     

长春市城市土壤中重金属元素的积累及其微生物特性研究

由于人为活动的影响,长春市城市土壤中重金属Cu、Zn、Pb、Cd已有了显著积累。在重金属的胁迫下,土壤微生物特征发生了明显变化,微生物代谢活动明显增强,但微生物生物量却有较大的降低。微生物生理生态参数土壤微生物量碳与总有机碳的比值(Cmic/Corg)和代谢商QCO2(微生物呼吸作用强度与微生物量碳的比值)变化异常。研究表明,微生物特性可作为城市土壤环境中重金属含量变异的有效指标。     

河北平原表层土壤重金属环境质量及污染评价

土壤环境质量评价是了解土壤环境质量状况、采取保护措施的重要前提,本文用土壤环境质量标准(GB15618-1995),对河北平原表层土壤重金属环境质量进行了评价,结果表明:河北平原表层土壤环境质量优良,一、二级土壤分别占全区93.02%和6.62%。同时又根据重金属元素的环境地球化学行为,采用富集因子,有效地区分了重金属污染的自然影响和人为影响,结果显示,河北平原表层土壤人为污染的面积较大,但以轻微污染为主。     

阜阳市城市规划区土壤重金属 积累特征及其污染评价

通过在阜阳市城市规划区进行现场调查采样与测试分析,研究了该地区0~20cm表层土壤中7种典型重金属的累积状况,并采用污染指数法对土壤重金属的污染状况进行了评价。结果表明:参照安徽省土壤背景值,阜阳市城区土壤中Pb积累明显,超过土壤背景值的215.67%;单项污染指数评价结果显示,Hg污染最严重,Zn污染最弱;尼梅罗综合污染指数评价结果显示,研究区各功能区土壤重金属综合污染指数排序为交通区>工业区>居住区>公园区,且交通区和工业区达到了重度污染级别。     

应用富集系数法和地累积指数法研究济宁南部区域土壤重金属污染特征及生态风险评价

评价土壤中重金属污染的方法有单因子指数法、内梅罗综合指数法、地累积指数法、潜在生态危害指数法等,但迄今尚没有成熟的、统一的标准。本文以济宁城区南部农田为研究区域,采集77件土壤样品进行调查,光谱、质谱等技术分析结果表明土壤环境中8种重金属(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn)平均含量分别为16.7、0.270、88.4、33.0、0.050、40.4、29.3、89.1 mg/kg,与黄淮海平原土壤生态地球化学基准值相比,Hg、Cd分别高于基准值的1.50倍、1.39倍,其他重金属高于基准值的0.26~0.52倍。Hg与As、Cr、F、p H、Cu、Ni、TFe2O3呈显著负相关,表明土壤受到了Hg的不同程度人为污染。用富集系数法和地累积指数法分析区内8种重金属元素的污染(富集)程度,均表明土壤环境中Hg、Cd为轻微污染(富集)程度,其他6种元素均为无污染。将该区域重金属含量与其生物毒性系数、生态效应、环境效应相结合,运用潜在生态危害指数法对重金属污染进行生态风险评价。结果显示,8种重金属的潜在生态危害由强至弱依次为:HgCdAsCuPbNiCrZn,与污染(富集)程度排序差异明显;尽管Hg、Cd在研究区内仅仅为轻微(富集)程度,但都具有较高的毒性响应系数,两元素对土壤综合潜在生态危害的贡献率之和达到了81.26%。借助Map GIS绘制研究区潜在生态风险程度评价图,表明区内土壤环境总体上处于"中度"潜在生态风险,约6.83%的面积呈"强"和"很强"潜在生态风险,其中复兴河、姚楼河、京杭运河3条河流交汇处的局部区域(占研究区面积的0.50%)达到了"很强"潜在生态风险。通过调查可疑人为污染源发现,"强"和"很强"潜在生态风险区域的布局恰好与区内煤矿生产开采活动相关。本文提出,应当注重对煤矿开采矿井周边区域土地复垦及污染防治工作,尤其是加强土壤中Cd、Hg的物理化学改良及生物治理修复工作,防止Hg、Cd进一步污染扩散。     

江西赣州地区土壤-水稻系统重金属含量特征及健康风险评价

为研究江西省赣州市主要耕作区土壤-水稻系统中重金属的含量及人体健康风险,系统采集了赣州市主要耕作区水稻及根系土样品954组,分析了水稻籽实和根系土中Cd、Cr、Hg和Pb的含量及根系土pH值,利用美国环保署（USEPA）推荐的健康风险评估模型进行健康风险评价。研究表明：随着土壤pH值升高,水稻籽实中各重金属元素超标率逐渐降低,其中Cd是土壤和水稻中最主要的污染元素;在土壤-水稻系统中,Cd的迁移能力和土壤pH值是决定水稻籽实重金属是否超标的主要因素。健康风险评价结果显示,研究区重金属总非致癌风险指数HI < 1,说明几乎不存在由食用水稻得慢性疾病的风险。致癌健康风险值为7.10×10-3,Cd是最主要的致癌风险因子,Cr和Pb致癌风险属于可接受范围。基于行政单元的人体健康风险区划表明,上犹县、兴国县和南康区存在一定的风险,虽然重金属没有出现显著超标,但是有关部门应对水稻及根系土中Cd元素含量予以重视,将Cd元素作为赣州市土壤重金属污染防控工作中优先控制的重金属。     

云南某锡矿区主要农作物重金属富集差异性

玉米与石榴重金属富集能力差异对于指导和调整土壤污染区的农产品种植具有重要的意义。通过土壤及农作物样品采集,分析玉米和石榴的重金属富集系数差异。研究表明：①石榴中Cd、Cr、Pb、As超标率分别为3.70%、25.93%、74.07%、7.41%,而玉米中Cr、Pb超标率分别为3.7%、22.22%,石榴中重金属超标现象明显高于玉米,且富集Cd、Pb、As能力远超过玉米;②不同土壤重金属含量下,石榴重金属超标现象亦较玉米显著。除高土壤重金属含量时富集Cr能力相近外,石榴富集Cd、Cr、Pb、As能力总体高于玉米,尤其是土壤重金属低含量时,明显高于玉米。综合认为,相同土壤重金属污染情况下,石榴较玉米更易吸收Cd、Cr、Pb、As,从农产品食用安全角度考虑,当地应优化农业生产布局,多种玉米而少种石榴。     

云南某锡矿区主要农作物重金属富集差异性

玉米与石榴重金属富集能力差异对于指导和调整土壤污染区的农产品种植具有重要的意义。通过土壤及农作物样品采集,分析玉米和石榴的重金属富集系数差异。研究表明:1石榴中Cd、Cr、Pb、As超标率分别为3.70%、25.93%、74.07%、7.41%,而玉米中Cr、Pb超标率分别为3.7%、22.22%,石榴中重金属超标现象明显高于玉米,且富集Cd、Pb、As能力远超过玉米;2不同土壤重金属含量下,石榴重金属超标现象亦较玉米显著。除高土壤重金属含量时富集Cr能力相近外,石榴富集Cd、Cr、Pb、As能力总体高于玉米,尤其是土壤重金属低含量时,明显高于玉米。综合认为,相同土壤重金属污染情况下,石榴较玉米更易吸收Cd、Cr、Pb、As,从农产品食用安全角度考虑,当地应优化农业生产布局,多种玉米而少种石榴。     

兰州市宛川河中段表层沉积物中重金属元素迁移富集特征

通过对兰州市宛川河中段双店子河段表层沉积物元素分析,结合有机质含量和粒度测试,运用聚类分析和相关分析的方法,研究了重金属元素在河流表层沉积环境中的分布及迁移富集等地球化学行为与特征。结果表明Zn元素在研究河段有轻度污染;相关分析表明重金属元素含量与沉积物粒度之间无显著相关性,重金属元素主要是在固-液平衡体系中、通过多相化学反应形成沉淀。污染源分析表明,造纸污水的排放是造成研究区域中上游河段有机质含量较高的主要原因,大分子有机物质的存在不仅改变了此段河流沉积物粒度的变化,且有机质对重金属元素的富集有一定减缓作用。     

富集因子在环境地球化学重金属污染评价中的应用

介绍了富集因子的概念、技术路线及应用方法,重点讨论了富集因子计算中的关键环节--如何选择参考元素及确定背景值;总结了参考元素应满足的3个条件,即稳定性、单一自然源、与其他污染元素显著相关;论述了背景值的重要意义以及确定方法,分析了全球元素质量分数平均值和区域背景值在富集因子应用中的不同效果;介绍了污染的判断标准.以湖北省某湖泊表层底泥为例说明了富集因子的计算过程,结果表明湖泊底层沉积物未受重金属污染,并通过地质积累指标对计算结果进行了检验.最后论述了富集因子存在的不足,指出其在区域性的、或特殊地质环境中的重金属污染评价中具有良好的应用前景.     

广西刁江沿岸农田受矿山重金属污染现状与治理对策

刁江流域的源头区域是我国名的矿区，长期以来不合理的矿产资源开发利用行为导致了刁江沿岸农田严重的重金属污染。本选择污染最严重的金洞村农田进行典型调查与分析，根据两个剖面不同深度的重金属含量和形态分析结果，认为该农田受到了严重的As、Pb、Cd、Zn复合污染。由于土壤污染十分严重，建议采取工程治理措施，或改变污染农田利用模式，即根据新的土壤资源特点，设计土地利用模式。     

腾冲火成岩分布地区流域重金属元素迁移富集规律

环境中的重金属污染一般与人类活动有关, 但流域内自然来源的重金属影响也不容忽视。火成岩分布地区的地质高背景往往含有较高的过渡金属元素, 其中以Cr、Ni、Cu含量较高, 主要赋存在流域内的土壤和沉积物中, 其对流域生态环境会造成持续性危害。为了解火成岩地区土壤和沉积物的重金属元素的迁移富集规律, 为治理环境污染, 保护人类生活环境提供一定意义的科学认识和参考依据。本研究以云南腾冲火成岩分布地区的龙川江和沙河两个流域为研究对象, 系统采集基岩、土壤和沉积物样品进行研究。结果表明: 两个流域内沉积物和土壤的矿物组成主要有石英、长石、黏土矿物及少量碳酸盐, 风化过程中随长石的减少, 黏土类矿物显著增加, 重金属元素也随黏土矿物的增加而富集, Cr、Ni在土壤中富集, 与总黏土矿物含量呈线性关系(Cr: R2=0.381 7; Ni: R2=0.579 7), 沉积物中Cr、Ni、Zn、Pb含量与高岭石、云母和伊利石混层的含量呈线性关系(R2=0.43~0.72)。重金属Cu、Zn、Pb在沉积物中富集, 其传质系数在龙川江沉积物中与高岭石、云母和伊利石混层的含量呈线性关系(R2=0.58~0.79)。黏土类矿物对重金属元素的富集和迁移具有重要作用。     

南方某工业区大气总悬浮颗粒物重金属来源解析及其对土壤环境质量的影响

解析大气总悬浮颗粒物(TSP)的重金属来源可为重金属生态风险评价和环境修复提供理论依据。本文研究了中国南方某工业城市冶炼厂周边冬季TSP和表层土壤(0~20 cm)中的重金属环境效应。采用大气主动采样技术收集TSP样品,原子荧光光谱法和电感耦合等离子体质谱法测定其中重金属的含量,结合富集因子法和Pearson系数法分析重金属含量特征及其来源。结果表明,研究区TSP中Zn、Pb、Cd含量最高达到30809.06×10-6、9902.91×10-6、1011.21×10-6,分别是中国土壤背景值的201.43、222.53、5616.20倍,属于污染严重级别;Ni、Cr含量分别是中国土壤背景值的1.83倍和2.96倍。冶炼厂、火力发电厂和化工厂等人为源是Zn、Pb、Cd、Hg、As等重金属富集的主导因素;土壤重金属含量与TSP重金属含量呈显著正相关,可判定研究区土壤的重金属来源主要为大气沉降。     

环境因素对港口矿石堆场中矿产品重金属溶出的影响

随着中国经济发展,港口矿产品堆场重金属溶出作为港口土壤、水体的重要污染源不容忽视,重金属的溶出量与重金属种类有关。本文以天津港口矿石堆场中多类矿石为研究对象,通过静态浸泡实验,根据重金属的溶出情况确定典型矿产品和典型重金属因子,研究了时间、pH和温度对于典型矿产品中重金属溶出的影响。结果表明：铅精矿和铜精矿的重金属溶出量大,铅精矿中的Zn、Pb、Cd和铜精矿中的Ni是典型重金属因子,相应的溶出量比其他重金属高出1~3个数量级。随着时间的增加,铅精矿中Zn、Pb、Cd的溶出浓度增大,而铜精矿中Ni的溶出浓度基本上保持稳定。在pH 3.5~7.5的范围内,铅精矿中Zn、Pb、Cd和铜精矿中Ni的溶出浓度随pH值的变化均无显著性差异,且受pH的影响不大。在20~40℃的温度范围内,铅精矿中Zn、Pb、Cd的溶出浓度大体随温度升高而升高;铜精矿中Ni的溶出浓度则在30℃后呈现下降的趋势。本文初步探究了矿产品中重金属溶出的基本规律,为港口矿石堆场中矿产品重金属溶出的监控和防治提供了数据支持。     

某地陈家沟河水中重金属元素时空变化及影响因素研究

河水重金属污染一直是环境污染防治领域的热点。秦岭某地石煤矿区陈家沟河水中重金属含量严重超标,但重金属来源不明,为污染治理带来困扰。为了查明陈家沟河水中重金属来源和时空变化情况,采集了2期河水、废弃石煤矿硐排水、废渣堆淋溶水等地表水样品,采用污染指数法、主成分分析法和Pearson相关性分析方法,研究河水中重金属污染程度、空间分布,并对河水中重金属来源进行了解析。研究表明,陈家沟源头河水（对照点）重金属含量可以达到地表水的Ⅰ类标准,中游受废弃石煤矿矿硐排水及废渣堆淋溶水的影响,河水中重金属含量显著升高,汇入干流前河水中重金属含量是对照点的3.5～312倍;河水中Cd、Cu、Zn、Ni、Mn等重金属元素同源,均来源于矿硐排水、废渣淋溶水。河水中重金属含量的空间分布与地质体、污染源分布以及河水pH、盐度等因素有关。研究结果可为陈家沟河水重金属污染防治提供科学依据。     

多离子体系中黄河沉积物对重金属的竞争吸附研究

以黄河包头段上游清洁河段的沉积物为吸附剂,以Pb2 + 、Cu2 + 、Zn2 + 、Cd2 + 4种离子的混合溶液体系为吸附质,开展了重金属离子在黄河沉积物中的竞争吸附及其影响因素等实验研究。结果表明,混合溶液体系中不同离子间的吸附竞争有显著的拮抗或协同效应关系,4种重金属离子在黄河沉积物中竞争吸附的能力依序为Pb2 + ≥Cu2+>Zn2 + ≥Cd2 + 。     

黄河三角洲沉积物重金属、氮和磷污染研究

黄河三角洲河流、沼泽、湖坪环境主要为粉砂质沉积、重金属Cd,Pb,Zn和Hg的含量范围分别为0．07－0．30μg/g，9．7－36．3μg/g，37．4－110μg/g和0．01－0．25μg/g，Cu,Ni,Cr和Mn的含量范围分别为18．4－58．0μg/g，17．9－43．7μg/g，38．7－80．7μg/g和423－980μg/g。由于Pb,Zn,Cd和Hg的含量较低，Cu,Ni,Cr和Mn的含量与背景值无明显差别，黄河三角洲沉积可能未遭受明显的污染。黄河三角洲富粘土粒级的粉砂质沉积明显富集重金属。但若排除其影响，黄河口沉积物剖面从下至上Pb,Zn,Cd和Hg含量仍呈现上升趋势，反映出自八十年代以来黄河流域经济快速增长对环境的影响。黄河三角洲沉积物的总氮含量一般较低（110－670μg/g)，其中NH3态氮的比例仅为0．01－0．06。沉积物中总磷含量为430－760μg/g，主要为钙磷酸盐，以FePO4和AlPO4形式存在的磷的含量仅分别占0．00－0．08和0．00－0．03。因此，沉积物的氮和磷不会对环境产生较严重的影响。     

改性Mg(OH)2对多种重金属污染土壤的修复效果

为了研究一种高效的多种重金属污染土壤修复剂,本文采用了一种具有OH^-缓释功能的改性Mg（OH）₂,通过重金属污染土壤稳定化修复实验,探讨了改性Mg（OH）₂对污染土壤中多种重金属（Pb、Cd、Cu、Zn）的稳定效率及对多种重金属形态分布的影响。结果表明,投加改性Mg（OH）₂对土壤中多种重金属均有稳定作用,对Pb、Cd、Cu、Zn的稳定效率分别为72.42%、34.53%、87.64%和97.65%,且改性Mg（OH）₂的投加使重金属交换态质量明显减少、残渣态质量增加,进一步提高了重金属的稳定性,降低了重金属生物有效性;另外,改性Mg（OH）₂具有OH^-缓释性,可使土壤长期保持一定的碱性,是一种经济有效的土壤修复剂。